6月初,Highview Power宣布它已在英国Bury(位于曼彻斯特郊外)的Viridor Pilsworth工厂正式推出其首个电网规模的液体空气能储存(LAES)工厂。这个5兆瓦(MW)/ 15兆瓦时(MWh)的设施在很小的一面上真正获得了电网规模的称号,但这可能不是重点。这里要考虑的关键问题是,这项新技术最终可能被证明是一种具有成本效益的长期储能资源 - 与压缩空气能或水力泵浦不同,地理位置独立。
在6月推出三周后,Highview宣布聘请曾担任芬兰能源巨头瓦锡兰能源解决方案部门总裁兼执行副总裁的哈维尔卡瓦达担任新任首席执行官。卡瓦达在过去三年中监督了该部门的显着增长,并在瓦锡兰度过了17年。这两个公告足以激起我的好奇心,所以当我有机会采访Cavada以及Highview的业务发展总监Matthew Barnett时,我跳了起来。
长期存储技术难以获得市场牵引力
近年来,有许多长期能源初创公司和一些公司尸体在路上(流动电池公司Enervault,Imergy和Vizn - 我曾经在过去的福布斯报道中所涵盖的所有这些)。在运行中也只有有限数量的液流电池站点。
同时,抽水蓄能可以提供容量和能源,占该国能源储存的95%左右。截至2015年,美国能源部估计有50个项目可以提供40,000MW的额外存储容量。但最近没有建成,萨克拉门托市政公用事业区最近以成本和财务风险取消了400兆瓦的抽水蓄能电站项目。抽水蓄电还需要获得大量的水,海拔以及大量的环境许可来取水和建造水库。因此,该资源可能不会成为长期问题的解决方案。
就其本身而言,传统的压缩空气能量储存需要巨大的紧密洞穴 - 并且周围没有太多的项目(恰好两个:一个在德国,另一个在阿拉巴马州)。
锂离子:有利于容量,对于长期储能则较少
最后,锂离子电池作为一种存储介质正在迅速发展,已经在支持可再生能源,支持电网和取代传统资源的多个项目中找到。它是存储沙箱中的关键参与者。事实上,Pacific Gas&Electric最近要求加州公用事业委员会批准568 MW / 2270MWh。然而,这些基于锂离子的项目通常不会为每安装的MW容量提供超过4小时的能量,因此它们还不会走远。因此,我很想知道为什么Highview可能会有所不同,以及为什么他们可能在别人遇到困难的地方取得成功。
公司和技术
Highview Power主要由约100名具有环保意识的私人投资者所有,其中包括苏格兰连续企业家Colin Roy和纽约清洁技术投资者Niko Elmaleh,他们支持10年及更多的液体空气开发。
在一场将Cavada(韩国)与Barnett(意大利)联系起来的电话会议中,两人关注的是Highview的不同之处。对流程本身的简要讨论可能有助于说明其固有的优势:
该公司使用大型工业压缩机来吸收周围的空气并将其冷却至-196摄氏度,在那里变成液体。然后根据企业的规模将液态空气储存在来自液态空气工业或液化天然气工业的大型现成工业气罐中。然后,当需要容量,能量或两者时,液体再气化。它通过非燃气轮机扩展700倍,非燃气轮机将电力输出回电网。在独立的基础上,往返效率徘徊在60%左右,因为在压缩过程中会产生废热,并且在液体空气膨胀期间会产生冷却(想想喷洒时可以冷却的气溶胶罐) 。穿过涡轮机的非常冷的空气根本不会产生比暖空气更多的能量。
然而,Barnett指出,如果该设施与产生废热的工业设施共同定位 - 例如可以从排气烟囱获得热量的高峰工厂 - 那么您可以在70%的低效率范围内起床。具有更高的热量等级,效率可以推到80%至90%的范围内。出于同样的原因,像LNG工厂再气化循环期间可能发现的那样,获得冷废物有助于提高压缩过程中的效率并抵消电力输入。
Barnett指出,该技术的吸引力在于它为所有关键元素使用了现成的组件,保证了“非常相似设备的制造商,安装商和运营商的庞大全球网络,以及现成的供应链和基础设施......“
除了供应链依赖于成熟的全球制造和安装公司(该公司在2月宣布与SNC Lavalin合作)之外,Barnett断言另一个优势是该技术“不是黑盒子”。它是运营商,商业发电机和电线公司熟悉拥有和运营的资产,具有类似的预期寿命。“它也比化学品储存复杂一些,因为它是一种被动的资产,”Barnett说。
它实际上是一个冷空气罐。客户喜欢这方面的技术。他们看到,理解并了解它是如何工作和维持的,以及它的预期寿命。“
与其他技术进行比较
Barnett还将该技术与氢气作为存储介质的部署进行了比较,“我们不认为氢气是竞争对手,因为它是一种不同类型的技术和解决方案。”
他指出,在日本,氢气主要用于运输,而在欧洲,他们有一个可以注入氢气的天然气网络,加油系统并将其用作季节性储存介质。然而,他指出成本是一个令人望而却步的因素,因为用于制氢的电解过程是昂贵的。
就成本比较而言,他指出Highview技术成本最常与锂离子和液流电池相比。锂离子电池的缺点是它的规模不经济:要获得四倍的能量,你需要购买四倍的电池,这会以一种线性的方式增加成本(尽管你确实具有规模经济和系统成本)。
为了从液体空气系统中获取更多能量,只需增加更多的水箱。液流电池具有类似的动力学,因为功率和能量比可以分开。Barnett评论说,流动电池的缺点是它们具有较低的能量密度并且涉及使用化学品的放热反应,并且它们需要主动管理。LAES不使用化学反应,也不会发生降解。
成本优势和规模
根据能源与容量的比率,Barnett表示公用事业规模项目的资本支出成本低于200美元/兆瓦时。能量容量比越高,成本下降越多,因为额外的坦克成本约为40美元/兆瓦时。一旦达到一定规模,平均成本通常预计将达到150-160兆瓦时(与其他存储介质相比:与其他存储技术的良好比较,请参阅Lazard 2017年的存储分析成本分析)。巴内特评论道,
对我们来说,20兆瓦在经济上很有意思。随着技术的扩大,50兆瓦的成本确实降低了,无论是电源还是充电设备,它们都是压缩机。适用同样的法律。大系统更便宜,效率更高。“
凭借时间,经验和规模,他预计成本将继续下降。
另一个难题是大约40%的资本支出是建造成本。它是管道,热交换器子组件。它基本上是管道,并且是一个巨大的领域,可以降低成本并提高效率,并显着减少构建所需的时间。“
用例和前景
最近铸造的首席执行官卡瓦达表示目前正在考虑多个用例。岛屿经济就是这样一个区域,长期存储可以与风能和太阳能配对,以平衡波动并将交付转移到电网需要能源的时期。Highview可以提供频率支持和旋转备用以及长期能源供应。他指出,必须解决多个问题。
由于功率和能量是不同的,我们可以优化液体空气能量存储系统,以解决特定电网上的问题。我们从动态建模的角度来看待这个问题。Wind就是这个用例的一个很好的例子。“
卡瓦达引用了他在夏威夷与瓦锡兰的经历,该公司在柴油发电方面进行了投资,以支持电网整合更多可再生能源。
每个岛屿都是这种技术的理想之地。Highview的定位很好,因为市场已经要求长期存储。“
他表示,该公司拥有强大的前景,其中许多位于美国
我们已经足够成熟,可以在今年年底前准备就绪。这些项目不是规模的底端,它们是50兆瓦,持续时间为4-6小时。“
Barnett表示,虽然比尔斯沃思的功率很小,只有5兆瓦,但实际运营的设施就像拥有商店橱窗一样。
从客户端来看,很高兴看到它正常工作,客户可以看到和触摸,并让工程师在其中爬行。它也非常适合数据采集,以验证系统的运行方式。“
财务能力和未来增长前景
对非锂存储技术的一个打击是,其中许多技术与新技术,浅口袋和有限资产负债表的初创企业有关。Barnett反驳说,Highview的大型工业合作伙伴网络负责解决这个问题,因为实际交付项目的公司联盟将会,
是大型蓝筹OEM和供应商......他们提供性能保证,可用性保证,维护合同等......这对客户来说很舒服。“
卡瓦达总结了潜力和他离开瓦锡兰相对稳定存储初创公司的原因,理由是到2040年,人们普遍认为未来的能源存储市场规模在6000亿美元到1.1万亿美元之间。他大多数情况下自信地表示,要求存储持续时间超过4小时,这对Highview来说是一个巨大的机会。
这是一个蓬勃发展的市场,而且正在快速增长......从能源存储增长的规模来看,这项技术将是至关重要的,它将接管备用容量并为电网提供多种服务......每个公用事业和投资计划将需要长期存储在未来的投资计划中......这是可行的,而且是必要的,我们对这项技术有着最大的需求。所以这真的是我搬家的原因。相信我,我们将成功。“